木卫二表面水冰结晶度：观测与热物理及粒子通量建模之间的差异
地球与行星天体物理
2020-06-16 v1
摘要
木卫二表面水冰受热弛豫、带电粒子轰击以及可能的冰火山活动的物理处理，会改变结晶态水冰相对于非晶态水冰的比例（即“结晶度”）。在木卫二表面温度下非晶态水冰热转变为结晶态水冰的时标表明，那里的水冰应主要以结晶态形式存在；然而，由木星磁场诱发的带电粒子表面轰击，以及木卫二羽流的水冰蒸气沉积，可在短时间尺度上产生非晶态水冰表面沉积。本研究的目的是确定从地基光谱测量得出的木卫二表面水冰结晶度是否与基于温度和辐射建模所预期的结晶度一致。利用木卫二表面的一维热物理模型，我们通过纳入非晶态到结晶态水冰的热弛豫以及结晶态受辐照降解为非晶态，计算了木卫二前导半球的总盘结晶度。同时，我们通过将 Grundy 等人（1999）、Busarev 等人（2018）的地基近红外光谱观测以及 Apache Point 天文台观测与 Mastrapa 等人（2018）和喷气推进实验室冰光谱实验室的实验室光谱进行比较，推导了木卫二前导半球的总盘结晶度。我们计算出的建模结晶度显著高于由地基观测和实验室光谱得出的结晶度。这一差异可能源于地球物理过程（例如蒸气沉积的羽流物质），也可能来自结晶度计算中的假设与不确定性。
引用
@article{arxiv.2002.04132,
title = {Europa's surface water ice crystallinity: Discrepancy between observations and thermophysical and particle flux modeling},
author = {Jodi R. Berdis and Murthy S. Gudipati and James R. Murphy and Nancy J. Chanover},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.04132},
year = {2020}
}
备注
27 pages, 6 figures, accepted for publication in Icarus